Способ термического укреления грунта Советский патент 1979 года по МПК E02D3/14 

Изобретение относится к области строительства. Способ может быть использован при укреплении оснований зданий и сооружений в просадочных и переувлажненных грунтах. Известен способ термического укрепления грунтов, включающий образование скважины, герметизацию ее устья, сжигание в ней горючих сме- сей в поле ультразвуковых колебаний и обжиг массива грунта 1. Этот спо соб эффективно применять в просадоч ных грунтах с низкой влажностью.При обжиге более влажных грунтов в обжи гаемом массиве на определенных радиусах (40-60 см) накапливается пар и образуются так называемые рубаш ки из конденсированной воды, кото рые препятствуют движению горячих газов, и обжига массива грунта снижается. При этом увеличив ются расходы топлива,воздуха и продолжительность обжига грунта. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату изобретению является способ термического укреп-пения грунта, включающий образование в укрепляемом масси ве грунта основной и вспомогательных скважин, их герметизацию, повышение газопроницаемости закрепляемого массива грунта, подачу в основную скважину под давлением горючих смесей и сжигание их 2, Повышение газопроницаемости закрепляемого массива грунта осуществляют до сжигания горючих смесей путем продувания сжатого воздуха во вспомогательные скважины. Недостатком этого способа является неэффективность продувания закрепляемого массива грунта, особенно с влажностью более 10%, так как выжимание из них свободной и связной воды происходит медленно и с большой затратой энергии. Целью изобретения является обеспечение возможности обжига переувлажненных грунтов и снижение энергоемкости , Это достигается тем, что по известному способу термического укрепления грунта, включающему образование в укрепляемом массиве грунта основной и вспомогательных скважин, герметизацию устья каждой скважины, повышение газопроницаемости закрепляемого массива грунта, подачу в основную скважину под давлением горючих

смесей и сжигание их, повышение газопроницаемости закрепляемого массива грунта осуществляют путем создания в основной и вспомогательных скважинах вакуума с одновременным удалением воды из укрепляемого, массива грунта до достил ;ения остаточной влажности Б нем менее 10%, причем в процессе сжигания горючих смесей в основной скважине вакуум во вспомогательных скважинах поддерживают до появлений в них пара. При этом сжигание горючих смесей могут осушествлять в поле ультразвуковых колебаний.

На фиг, 1 изображен схематически процесс создания вакуума в основной и вспомогательных скважинах ; на фиг. 2 - процесс создания вакуума во вспомогательных скважинах и окигание горючих смесей в основной скважине; на фиг, 3 - процесс сжигания горючих смесей в основной скважине.

В укрепляемом массиве грунта 1 образуют основную скважину 2 и вспомогательные скважины 3, устья которых герметизируют пригрузом 4, Через отверстия 5 и б в пригрузе вакуумную установку (на фигурах не показана) соединяют со скважинами 2 и 3.

Укрепление грунта осуществляют следующим образом,

В основной сквах ине 2 и вспомогательных скважинах 3 создают вакуум вапичиной до 100 кН/м и высасывают воздух и волу из укрепляемого массива грунта 1 до остаточной влгажности в них менее 10%, Затем в скважине 2 снимают вакуум и производят в ней сжигание горючих смесей под избыточным давлениеьл до 6 ати в зависимости от качества герметизации ее устья Сжигание горючих смесей в основной скважине осуществляют акустическими горбьлками (на фигурах не показаны) , которые образуют в ней упругие колебания - ультразвуковое пале с интенсивностью до 1 МВт/м: и более и частотой колебаний 80-1000 кГц. Под воздействием избыточного давления и ультразвуковых колебаний горячие газы - теплоноситель с температурой 200-900°С фильтруются в массив грунта, при этом чем меньше влаги в массиве грунта и больше газопроницаемость его, тем быстрее происходит укрепление. Вакуум во вспомогательных скважинах 3 поддерживают до тех.

гтор, пока в них не появится пар из массива грунта, после чего снимают вакуум. Обжиг укрепляемого массива грунта считается законченным, если на его границе температура грунта достигла и более, а выдержка составляет не менее 40 мин.

Описанная технология термического укрепления грунта позволяет получить кераг«шческие сваи (обожженные

Q грунтостолбы) диаметром 40-400 см и глубиной 2-20 м, при зтом всегда гарантируется качество укрепленного

массива грунта. Этот способ позволяет снизить расходы горючего и окис2 лителя и сократить продолжительность укрепления массива грунта, а следовательно, и сроки возведения зданий и сооружений.

Способ рекомендуется применять

,v дпя укрепления оснований фундаментов зданий и сооружений в просадочных грунтах I и II типов.

Формула изобретения

1,Способ термического укрепления грунта, включаюидай образование в укрепляемом массиве грунта основной и вспомогательных скважин, герQ метизацию устья каждой скважины, повышение газопроницаемости закрепляемого массива грунта, подачу в основную скважину под давлением горючих смесей и сжигание их, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью обеспечения возможности обжига переувлажненных rovHTOB и снижения энергоемкости, повышение газопроницаемости закрепляемого массива грунта осуществляют путем создания в основной и

вспомогательных скважинах вакуума с одновременным удалением воды из укрепляемого массива грунта до достижения остаточной влажности в нем менее 10%, причем в процессе сжига5 ния горючих смесей в основной скважине вакуум во вспомогательных скважинах поддерживают до появления в них пара,

2.Способ термическохо укрепления 0 грунта по п. 1, отличающи йс я тем, что сжигание горючих смесей осуществляют в поле ультразвуковых колебаний.

Источники информации, принятые во 5 внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР № 390229, кл. Е 02 D 3/10, 1973.

2,Авторское свидетельство СССР № 538094, Е 02 D 3/14, 1976.

« S

УtI

tf« /

I

, 5

1 -(put3